JP2008032912A - Method of manufacturing microlens - Google Patents

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勝敏 鈴木
Masaaki Kurihara
栗原　　正彰
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a microlens for forming the microlens whose shape is smooth in a simple method by possessing a shape in which the maximum film thickness position is different from a gravity position. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the microlens has: a basic shape formation exposure process for performing exposure by using a mask for forming microlens basic shape to a photosensitive resin layer formed on a substrate; and a deformation exposure process for performing exposure having a unit cell exposure profile different from exposure during the basic shape formation exposure process by using the mask for microlens deformation to the photosensitive resin layer. The microlens in which the maximum film thickness position is different from the center of gravity is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、最大膜厚位置が重心位置と異なる形状を有し、さらにその形状が滑らかであるマイクロレンズを簡便な方法で形成することができるマイクロレンズの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method of manufacturing a microlens that can form a microlens having a shape having a maximum film thickness position different from the position of the center of gravity and having a smooth shape by a simple method.

近年急速に普及しているデジタルカメラの本体には、被写体光を光信号に変換して画像を記録するＣＣＤ（Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等の固体撮像素子が組み込まれている。このような固体撮像素子は、一般的に、被写体光を受光して光電信号に変換する受光素子と、この受光素子上に形成されたカラーフィルタと、受光素子への集光率を向上させるためのマイクロレンズと、を有している。   The body of a digital camera that has been rapidly spreading in recent years incorporates a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor that records an image by converting subject light into an optical signal. It is. In general, such a solid-state image pickup device receives a subject light and converts it into a photoelectric signal, a color filter formed on the light receiving device, and a light collecting element for improving a light collection rate. And a microlens.

マイクロレンズは、受光素子への集光率を向上させるという観点からは非常に有用なものであるが、その反面、マイクロレンズの設置によりノイズやシェーディング等の問題が顕著になる場合があった。具体的には、マイクロレンズに斜光が入射すると、マイクロレンズに鉛直方向から光が入射した場合に比べて、受光素子への集光が不充分になり、その結果、各画素間で集光の程度に相違が生じ、それが信号出力の差となって現れ、出力バラツキによるノイズを発生させる場合があった。また、例えば斜光によって、各画素領域の画素中心部とその周辺部とで信号出力差が生じ、画素中心部と比較してその周辺部の信号出力が低下する可能性があり、このような信号出力差が、画像の出力画面上でのシェーディングを発生させる場合があった。   The microlens is very useful from the viewpoint of improving the light collection rate to the light receiving element, but on the other hand, there are cases where problems such as noise and shading become conspicuous due to the installation of the microlens. Specifically, when oblique light is incident on the microlens, the light is not sufficiently collected on the light receiving element compared to when light is incident on the microlens from the vertical direction. There is a case where a difference occurs in the degree, which appears as a difference in signal output, and generates noise due to output variation. In addition, for example, oblique light causes a difference in signal output between the pixel central portion of each pixel region and its peripheral portion, and the signal output in the peripheral portion may be lower than that in the pixel central portion. The output difference sometimes causes shading on the output screen of the image.

また、高集積化等を目的として、複数の受光素子で一つの信号読出回路を共用するように構成された撮像素子、いわゆる複数画素共有構造を有する撮像素子が知られているが、このような撮像素子においては、その構成上の制約から、マイクロレンズの中心位置と、受光素子の中心位置と、が平面視上一致しない場合があり、同様に、ノイズやシェーディング等の問題が生じていた。   In addition, for the purpose of high integration and the like, an image sensor configured to share one signal readout circuit among a plurality of light receiving elements, that is, an image sensor having a so-called multiple pixel sharing structure is known. In the image pickup device, the center position of the microlens and the center position of the light receiving device may not match in plan view due to restrictions on the configuration, and similarly, problems such as noise and shading have occurred.

このような問題に対して、従来の回転対称の形状ではなく、非回転対称の形状を有するマイクロレンズを用いることが提案されている。すなわち、非回転対称のマイクロレンズを用いることにより、受光素子への集光を均一にし、ノイズやシェーディング等の問題を抑制する試みである。   For such problems, it has been proposed to use a microlens having a non-rotationally symmetric shape instead of the conventional rotationally symmetric shape. That is, by using a non-rotationally symmetric microlens, it is an attempt to make light collection on the light receiving element uniform and suppress problems such as noise and shading.

特許文献１においては、単位セルの中心に対し、非対称に格子状のパターンを形成し、レンズ材料を塗布、パターンニングしたのち熱フローすることにより、非回転対称な形状を有するマイクロレンズを形成する方法が提案されている。しかしながら、特許文献１においては、熱フローによりマイクロレンズを形成するため、所望のレンズ形状を精度良く形成することが困難であった。   In Patent Document 1, a microlens having a non-rotationally symmetric shape is formed by forming an asymmetric lattice-like pattern at the center of a unit cell, applying and patterning a lens material, and then performing heat flow. A method has been proposed. However, in Patent Document 1, since a microlens is formed by heat flow, it is difficult to accurately form a desired lens shape.

一方、特許文献２においては、階調マスクおよび補正用の開口マスクを用いて二重露光することにより、所望のレンズ形状を有するマイクロレンズを形成する方法が提案されている。しかしながら、非回転対称のマイクロレンズについては特に記載されているものではなかった。   On the other hand, Patent Document 2 proposes a method of forming a microlens having a desired lens shape by double exposure using a gradation mask and a correction aperture mask. However, the non-rotationally symmetric microlens is not particularly described.

特開２００２−７６３１５公報JP 2002-76315 A 特開２００５−２５８３４９公報JP 2005-258349 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、最大膜厚位置が重心位置と異なる形状を有し、さらにその形状が滑らかであるマイクロレンズを簡便な方法で形成することができるマイクロレンズの製造方法を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and a microlens having a shape in which the maximum film thickness position is different from the position of the center of gravity and having a smooth shape can be formed by a simple method. The main object is to provide a method of manufacturing a lens.

上記課題を解決するために、本発明においては、基板上に形成された感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う基礎形状形成用露光工程と、上記感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、上記基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う変形用露光工程と、を有し、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することを特徴とするマイクロレンズの製造方法を提供する。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a basic shape forming exposure step in which a photosensitive resin layer formed on a substrate is exposed using a microlens basic shape forming mask, and the photosensitive property described above. A deformation exposure step for performing exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the exposure step for forming the basic shape using a microlens deformation mask for the resin layer, and having a maximum film thickness position Forming a microlens different from the center of gravity position.

本発明によれば、単位セル露光プロファイルの異なる２回の露光を行うことにより、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを簡便に形成することができる。   According to the present invention, by performing exposure twice with different unit cell exposure profiles, a microlens whose maximum film thickness position is different from the center of gravity position can be easily formed.

また、上記発明においては、上記マイクロレンズ基礎形状形成用マスクが、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスクであることが好ましい。このような階調マスクは、汎用性に優れているからである。   In the above invention, the microlens basic shape forming mask is preferably a gradation mask having a transmittance distribution which is rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell. This is because such a gradation mask is excellent in versatility.

また、上記発明においては、上記マイクロレンズ変形用マスクが階調性を有しない開口部を備えたマスクであり、上記変形用露光工程での露光がデフォーカス露光であることが好ましい。階調性を有しない開口部を備えたマスクは製造が容易であり、さらにデフォーカス露光を行うことにより、滑らかな形状を有するマイクロレンズを得ることができるからである。   Moreover, in the said invention, it is preferable that the said mask for micro lens deformation | transformation is a mask provided with the opening part which does not have gradation, and the exposure in the said exposure process for deformation | transformation is a defocus exposure. This is because a mask having an opening having no gradation is easy to manufacture, and a microlens having a smooth shape can be obtained by performing defocus exposure.

本発明においては、最大膜厚位置が重心位置と異なる形状を有し、さらにその形状が滑らかであるマイクロレンズを簡便な方法で形成することができるという効果を奏する。   In the present invention, there is an effect that a microlens having a shape in which the maximum film thickness position is different from the position of the center of gravity and having a smooth shape can be formed by a simple method.

以下、本発明のマイクロレンズの製造方法について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the microlens of this invention is demonstrated.

本発明のマイクロレンズの製造方法は、基板上に形成された感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う基礎形状形成用露光工程と、上記感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、上記基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う変形用露光工程と、を有し、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することを特徴とするものである。   The microlens manufacturing method of the present invention includes a basic shape forming exposure step in which a photosensitive resin layer formed on a substrate is exposed using a microlens basic shape forming mask, and the photosensitive resin layer is formed on the photosensitive resin layer. On the other hand, using a microlens deformation mask, and a deformation exposure process for performing exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the exposure process for forming the basic shape, the maximum film thickness position is the center of gravity position And a different microlens is formed.

なお、本発明において「最大膜厚位置」とは、マイクロレンズの膜厚が最大となる位置をいう。また、「重心位置」とは、マイクロレンズが基板と接触する接触面の重心となる位置をいう。最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズとは、例えば図１（ａ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが重心位置ＰＧと異なるものをいう。なお、従来のマイクロレンズは、例えば図１（ｂ）に示すように、最大膜厚位置ＰＭが重心位置ＰＧと一致する。 In the present invention, the “maximum film thickness position” refers to a position where the film thickness of the microlens is maximized. The “center of gravity position” refers to a position that is the center of gravity of the contact surface where the microlens contacts the substrate. The maximum film thickness position is different from the center-of-gravity position microlens, for example, as shown in FIG. 1 (a), refers to the maximum thickness position P M is different from the center-of-gravity position P G. In the conventional microlens, for example, as shown in FIG. 1B, the maximum film thickness position P M coincides with the gravity center position P G.

本発明によれば、単位セル露光プロファイルの異なる２回の露光を行うことにより、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを簡便に形成することができる。また、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することにより、上述したノイズやシェーディングの発生が抑制された固体撮像素子等を得ることができる。さらに、本発明のマイクロレンズの製造方法は、通常、露光工程によりマイクロレンズ形状を制御する方法であるため、従来の熱フローによりマイクロレンズを形成する方法と比較して、精度良くマイクロレンズを形成することができる。   According to the present invention, by performing exposure twice with different unit cell exposure profiles, a microlens whose maximum film thickness position is different from the center of gravity position can be easily formed. In addition, by forming a microlens whose maximum film thickness position is different from the position of the center of gravity, it is possible to obtain a solid-state imaging device or the like in which the above-described noise and shading are suppressed. Furthermore, since the microlens manufacturing method of the present invention is usually a method of controlling the shape of the microlens by the exposure process, the microlens is formed with higher accuracy than the conventional method of forming the microlens by heat flow. can do.

また、本発明のマイクロレンズの製造方法は、基礎形状形成用露光工程および変形用露光工程を行う順番により、次の二態様に大別することができる。すなわち、基礎形状形成用露光工程を行い、次いで変形用露光工程を行う態様（第一態様）と、変形用露光工程を行い、次いで基礎形状形成用露光工程を行う態様（第二態様）と、に大別することができる。以下、態様毎に説明を行う。   Moreover, the manufacturing method of the microlens of this invention can be divided roughly into the following two aspects by the order which performs the exposure process for basic shape formation, and the exposure process for deformation | transformation. That is, an aspect (first aspect) of performing an exposure process for forming a basic shape and then performing an exposure process for deformation, an aspect of performing an exposure process for deformation and then performing an exposure process for forming a basic shape (second aspect), Can be broadly classified. Hereinafter, description will be made for each aspect.

１．第一態様
まず、本発明のマイクロレンズの製造方法の第一態様について説明する。本態様のマイクロレンズの製造方法は、まず基礎形状形成用露光工程を行い、次いで変形用露光工程を行うものである。すなわち、本態様のマイクロレンズの製造方法は、基板上に形成された感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う基礎形状形成用露光工程と、上記基礎形状形成用露光工程後の感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、上記基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う変形用露光工程と、を有し、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することを特徴とするものである。 1. First Aspect First, a first aspect of the microlens manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the microlens of this aspect performs a basic shape forming exposure process first, and then performs a deformation exposure process. That is, the microlens manufacturing method according to this aspect includes a basic shape forming exposure step in which a photosensitive resin layer formed on a substrate is exposed using a microlens basic shape forming mask, and the basic shape formation described above. A deformation exposure step of performing exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the basic shape forming exposure step, using a microlens deformation mask for the photosensitive resin layer after the exposure step for And a microlens having a maximum film thickness position different from the center-of-gravity position is formed.

次に、本態様のマイクロレンズの製造方法について図面を用いて説明する。図２は、本態様のマイクロレンズの製造方法の一例を示す工程図である。図２に示すマイクロレンズの製造方法は、図２（ａ）に示すように、基板１上にポジ型の感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程と、図２（ｂ）に示すように、マイクロレンズ基礎形状形成用マスク３として、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスクを用い、マイクロレンズの基礎形状を形成する露光を行う基礎形状形成用露光工程と、図２（ｃ）に示すように、マイクロレンズ変形用マスク４を用いて、感光性樹脂層２に対して部分的な露光を行う変形用露光工程とを有するものである。さらに現像工程を行うことで、図２（ｄ）に示すように、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズ５を得ることができる。   Next, the manufacturing method of the microlens of this aspect is demonstrated using drawing. FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the microlens of this embodiment. The microlens manufacturing method shown in FIG. 2 includes a photosensitive resin layer forming step in which a positive photosensitive resin layer 2 is formed on a substrate 1 as shown in FIG. As shown in the drawing, a basic shape formation is performed by using a gradation mask having a transmittance distribution rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell as the microlens basic shape forming mask 3, and performing exposure to form the basic shape of the microlens. 2C, and a deformation exposure process for partially exposing the photosensitive resin layer 2 using the microlens deformation mask 4 as shown in FIG. 2C. Furthermore, by performing a developing process, as shown in FIG. 2D, a microlens 5 having a maximum film thickness position different from the center of gravity position can be obtained.

図３は、図２に示すマイクロレンズの製造方法に用いられるマスク、および露光プロファイルを説明する説明図である。図３（ａ）は、図２（ｂ）に示すマイクロレンズ基礎形状形成用マスク３の概略平面図であり、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスクを示している。具体的には、単位セルの中心位置に向かって遮光性が高くなるポジ型感光性樹脂層用の階調マスクである。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ´断面の露光プロファイルを示すものである。なお、図３（ｂ）には、単位セル露光プロファイルの一例として、基礎形状形成用露光工程における、単位セルαの単位セル露光プロファイルを示してある。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a mask and an exposure profile used in the method for manufacturing the microlens shown in FIG. FIG. 3A is a schematic plan view of the microlens basic shape forming mask 3 shown in FIG. 2B, and shows a gradation mask having a transmittance distribution rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell. ing. Specifically, it is a gradation mask for a positive photosensitive resin layer that has a higher light shielding property toward the center position of the unit cell. FIG. 3B shows an exposure profile of the AA ′ cross section of FIG. FIG. 3B shows a unit cell exposure profile of the unit cell α in the basic shape forming exposure step as an example of the unit cell exposure profile.

一方、図３（ｃ）は、図２（ｃ）に示すマイクロレンズ変形用マスク４の概略平面図であり、矩形状の開口部６を有するマスクを示している。また、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のＡ−Ａ´断面の露光プロファイルを示すものである。ただし、図３（ｄ）は後述するデフォーカス露光を行った場合の露光プロファイルである。なお、図３（ｄ）には、単位セル露光プロファイルの一例として、変形用露光工程における、単位セルαの単位セル露光プロファイルを示してある。図３（ｂ）および図３（ｄ）を比較して分かるように、本態様においては、単位セル露光プロファイルが異なる２回の露光を行う。これにより、単位セル露光プロファイルの重ね合せが、図３（ｅ）に示すように、単位セルの中心位置（中心線Ｘ）に対し非回転対称なものとなる。その結果、図３（ｆ）に示すように、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズ５を得ることができる。なお、「単位セル」とは、個々のマイクロレンズが形成される基板上の単位領域をいい、通常正方形である。また、「単位セルの中心位置」とは、単位セルの対角線の交点となる位置をいう。   On the other hand, FIG. 3C is a schematic plan view of the microlens deforming mask 4 shown in FIG. 2C and shows a mask having a rectangular opening 6. FIG. 3D shows an exposure profile of the AA ′ cross section of FIG. However, FIG. 3D shows an exposure profile when defocus exposure described later is performed. FIG. 3D shows a unit cell exposure profile of the unit cell α in the deformation exposure process as an example of the unit cell exposure profile. As can be seen by comparing FIG. 3B and FIG. 3D, in this embodiment, two exposures with different unit cell exposure profiles are performed. As a result, as shown in FIG. 3E, the unit cell exposure profile superposition is non-rotationally symmetric with respect to the center position (center line X) of the unit cell. As a result, as shown in FIG. 3F, a microlens 5 having a maximum film thickness position different from the gravity center position can be obtained. The “unit cell” refers to a unit area on a substrate on which individual microlenses are formed, and is usually a square. The “center position of the unit cell” refers to a position that is an intersection of the diagonal lines of the unit cell.

また、本態様のマイクロレンズの製造方法は、通常、基板上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、基礎形状形成用露光工程と、変形用露光工程と、現像工程と、を有する。以下、各工程ごとに説明を行う。   In addition, the microlens manufacturing method of this aspect generally includes a photosensitive resin layer forming step for forming a photosensitive resin layer on a substrate, a basic shape forming exposure step, a deformation exposure step, and a development step. Have Hereinafter, each step will be described.

（１）感光性樹脂層形成工程
まず、本態様における感光性樹脂層形成工程について説明する。感光性樹脂層形成工程は、基板上に感光性樹脂層を形成する工程である。感光性樹脂層は、後述する露光工程や現像工程を行うことにより、マイクロレンズとなる層である。 (1) Photosensitive resin layer formation process First, the photosensitive resin layer formation process in this aspect is demonstrated. The photosensitive resin layer forming step is a step of forming a photosensitive resin layer on the substrate. The photosensitive resin layer is a layer that becomes a microlens by performing an exposure process and a development process described later.

上記基板としては、マイクロレンズの用途等により異なるものであるが、例えば、石英ガラス、無アルカリガラス、鉛ガラス（青板ガラス）等の透明ガラス基板等を挙げることができる。また、上記基板として、マイクロレンズ形成前の固体撮像素子（固体撮像素子用材料）を用いることもできる。例えば、固体撮像素子用材料を構成する平坦化層上にマイクロレンズを形成することで、固体撮像素子を得ることができる。   As said board | substrate, although it changes with uses etc. of a micro lens, transparent glass substrates, such as quartz glass, an alkali free glass, lead glass (blue plate glass), etc. can be mentioned, for example. Further, as the substrate, a solid-state image sensor (material for a solid-state image sensor) before forming a microlens can be used. For example, a solid-state imaging device can be obtained by forming a microlens on a planarization layer that constitutes a solid-state imaging device material.

また、上記感光性樹脂層を構成する感光性樹脂としては、ポジ型感光性樹脂およびネガ型感光性樹脂のいずれも用いることができるが、中でもポジ型感光性樹脂が好ましい。上記ポジ型感光性樹脂としては、例えば、フェノールエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、シクロオレフィン等を挙げることができる。具体的には、ＭＦＲ４０１（ＪＳＲ株式会社製）、Ｔ−ＨＭＲ Ｐ１１（東京応化工業株式会社製）等を挙げることができる。一方、ネガ型感光性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等を挙げることができる。具体的には、ＰＡＫ−０１（東亜合成株式会社製）、ＮＩＰ−Ｋ（Zen Photonics製）等を挙げることができる。   In addition, as the photosensitive resin constituting the photosensitive resin layer, either a positive photosensitive resin or a negative photosensitive resin can be used, and among them, a positive photosensitive resin is preferable. Examples of the positive photosensitive resin include phenol epoxy resin, acrylic resin, polyimide, cycloolefin, and the like. Specific examples include MFR401 (manufactured by JSR Corporation), T-HMR P11 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and the like. On the other hand, examples of the negative photosensitive resin include an acrylic resin. Specifically, PAK-01 (made by Toa Gosei Co., Ltd.), NIP-K (made by Zen Photonics), etc. can be mentioned.

基板上に感光性樹脂層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、具体的にはスピンコート法等を挙げることができる。
また、上記感光性樹脂層の厚さとしては、マイクロレンズの用途等に応じて異なるものであるが、通常０．１μｍ〜１００μｍの範囲内である。 The method for forming the photosensitive resin layer on the substrate is not particularly limited, and specific examples include a spin coating method.
Further, the thickness of the photosensitive resin layer varies depending on the use of the microlens and the like, but is usually in the range of 0.1 μm to 100 μm.

（２）基礎形状形成用露光工程
次に、本態様における基礎形状形成用露光工程について説明する。基礎形状形成用露光工程は、上述した感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う工程である。 (2) Basic shape forming exposure step Next, the basic shape forming exposure step in this embodiment will be described. The basic shape forming exposure step is a step of exposing the above-described photosensitive resin layer using a microlens basic shape forming mask.

本態様に用いられるマイクロレンズ基礎形状形成用マスクとしては、後述するマイクロレンズ変形用マスクとの組合せにより、所望のマイクロレンズを得ることができるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスク（回転対称階調マスク）等を挙げることができる。   The microlens basic shape forming mask used in this embodiment is not particularly limited as long as a desired microlens can be obtained by combination with a microlens deformation mask described later. Specifically, a gradation mask (rotationally symmetric gradation mask) having a transmittance distribution that is rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell can be used.

上記回転対称階調マスクは、通常、上述した感光性樹脂層の種類により、ポジ型感光性樹脂層用（単に「ポジ型用」と称する場合がある。）またはネガ型感光性樹脂層用（単に「ネガ型用」と称する場合がある。）が選択される。図４（ａ）は、ポジ型用の回転対称階調マスクの一例を示す概略平面図である。この回転対称階調マスクは、単位セルの中心に向かって遮光性が高くなるものである。ポジ型感光性樹脂層は、露光により分解されるものであるから、上記のような階調マスクを用いることで、マイクロレンズの基礎形状を形成することができる。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ´断面の露光プロファイルを示すものである。   The rotationally symmetric gradation mask is usually used for a positive photosensitive resin layer (sometimes simply referred to as “positive type”) or a negative photosensitive resin layer (depending on the type of the photosensitive resin layer described above). Is simply referred to as “for negative type”). FIG. 4A is a schematic plan view showing an example of a positive type rotationally symmetric gradation mask. This rotationally symmetric gradation mask has a higher light shielding property toward the center of the unit cell. Since the positive photosensitive resin layer is decomposed by exposure, the basic shape of the microlens can be formed by using the gradation mask as described above. FIG. 4B shows an exposure profile of the AA ′ cross section of FIG.

一方、図４（ｃ）は、ネガ型用の回転対称階調マスクの一例を示す概略平面図である。この回転対称階調マスクは、単位セルの中心に向かって遮光性が低くなるものである。ネガ型感光性樹脂層は、露光により硬化するものであるから、上記のような階調マスクを用いることで、マイクロレンズの基礎形状を形成することができる。また、図４（ｄ）は、図４（ｃ）のＡ−Ａ´断面の露光プロファイルを示すものである。   On the other hand, FIG. 4C is a schematic plan view showing an example of a negative-type rotationally symmetric gradation mask. This rotationally symmetric gradation mask has a lower light shielding property toward the center of the unit cell. Since the negative photosensitive resin layer is cured by exposure, the basic shape of the microlens can be formed by using the gradation mask as described above. FIG. 4D shows an exposure profile of the AA ′ cross section of FIG.

また、露光時に用いられる光としては、ポジ型感光性樹脂層を分解できるもの、または、ネガ型感光性樹脂層を硬化できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な感光性樹脂を露光するために用いられる光と同様のものを用いることができる。例えば、水銀ランプのｇ線（４３６ｎｍ）およびｉ線（３６５ｎｍ）、並びに、ＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）およびＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）等を挙げることができる。   The light used for exposure is not particularly limited as long as it can decompose the positive photosensitive resin layer, or can cure the negative photosensitive resin layer, and is not particularly limited. The same light as that used for exposing the light can be used. For example, g-line (436 nm) and i-line (365 nm) of a mercury lamp, KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), and the like can be mentioned.

また、本態様においては、基礎形状形成用露光工程および変形用露光工程の２回の露光工程を行う。基礎形状形成用露光工程の際の露光量と、変形用露光工程の際の露光量との比率としては、用いられるマスクやレジストの種類等によって異なるものであるが、例えば、基礎形状形成用露光工程の際の露光量を１００とした場合に、変形用露光工程の際の露光量が５０〜１００の範囲内であることが好ましく、７０〜８０の範囲内であることがより好ましい。   Moreover, in this aspect, two exposure processes, the basic shape forming exposure process and the deformation exposure process, are performed. The ratio of the exposure amount in the basic shape forming exposure step and the exposure amount in the deformation exposure step varies depending on the type of mask and resist used, but for example, the exposure for forming the basic shape When the exposure amount in the process is 100, the exposure amount in the deformation exposure step is preferably in the range of 50 to 100, and more preferably in the range of 70 to 80.

また、基礎形状形成用露光工程の際の露光量としては、特に限定されるものではないが、例えば５０ｍＪ／ｃｍ２〜１００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内、中でも６５ｍＪ／ｃｍ２〜７５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。 Further, as the exposure amount in the basic shape for forming exposure step, it is not particularly limited, for example, 50mJ / cm 2 ~100mJ / cm 2 in the range, among them of 65mJ / cm 2 ~75mJ / cm 2 It is preferable to be within the range.

また、基礎形状形成用露光工程の際の露光量と、変形用露光工程の際の露光量との合計としては、用いるマスクの種類等により異なるものであるが、例えば１００ｍＪ／ｃｍ２〜１５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲内、中でも１１５ｍＪ／ｃｍ２〜１３５ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましい。 Further, the total of the exposure amount in the basic shape forming exposure step and the exposure amount in the deformation exposure step varies depending on the type of the mask to be used, for example, 100 mJ / cm 2 to 150 mJ / in the range of cm 2, and preferably in the range of these the 115mJ / cm 2 ~135mJ / cm 2 .

（３）変形用露光工程
次に、本態様における変形用露光工程について説明する。本態様における変形用露光工程は、上述した基礎形状形成用露光工程後の感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、上述した基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う工程である。 (3) Deformation exposure step Next, the deformation exposure step in this embodiment will be described. The exposure process for deformation in this aspect uses a microlens deformation mask for the photosensitive resin layer after the exposure process for forming the basic shape described above, and is a unit different from the exposure in the exposure process for forming the basic shape described above. This is a step of performing exposure having a cell exposure profile.

なお、本態様において、「単位セル露光プロファイル」とは、単位セル内の光強度の分布を示すものである。また、「基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光」とは、基礎形状形成用露光工程の際の単位セル露光プロファイルとは形状が異なる単位セル露光プロファイルを有する露光であって、基礎形状形成用露光工程および変形用露光工程の単位セル露光プロファイルの重ね合せが、単位セルの中心位置に対して回転対称とはならない関係を生じさせる露光をいう。具体的には、上述した図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、単位セルαの単位セル露光プロファイルの形状が互いに異なり、さらに、図３（ｅ）に示すように、単位セルαの単位セル露光プロファイルの重ね合せが、単位セルの中心位置（中心線Ｘ）に対し回転対称とはならない関係を生じさせる露光をいう。   In the present embodiment, the “unit cell exposure profile” indicates the distribution of light intensity in the unit cell. In addition, “exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the basic shape forming exposure step” means a unit cell exposure profile having a shape different from the unit cell exposure profile in the basic shape forming exposure step. The exposure that has the relationship that the superposition of the unit cell exposure profiles in the exposure process for forming the basic shape and the exposure process for deformation does not have a rotational symmetry with respect to the center position of the unit cell. Specifically, as shown in FIG. 3B and FIG. 3D described above, the unit cell exposure profiles of the unit cells α are different from each other. Further, as shown in FIG. The exposure that causes the unit cell exposure profile of the cell α to be supersymmetric with respect to the center position (center line X) of the unit cell.

本態様に用いられるマイクロレンズ変形用マスクとしては、基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行うことことができるものであれば特に限定されるものではない。   The microlens deformation mask used in this embodiment is not particularly limited as long as it can perform exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the exposure process for forming the basic shape. .

中でも、本態様においては、上述した感光性樹脂層の種類により、ポジ型用またはネガ型用のマイクロレンズ変形用マスクを選択することが好ましい。   In particular, in this embodiment, it is preferable to select a positive or negative type microlens deformation mask depending on the type of the photosensitive resin layer described above.

ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクは、通常、ポジ型感光性樹脂層をさらに分解させようとする位置に開口部を有する。
上記開口部の形状としては、矩形状、多角形状、円状および楕円状等を挙げることができ、中でも矩形状が好ましい。なお、上記開口部の位置は、基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行うことことができれば、特に限定されるものではない。 A positive type microlens deforming mask usually has an opening at a position where the positive type photosensitive resin layer is to be further decomposed.
Examples of the shape of the opening include a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, and an elliptical shape. Among them, the rectangular shape is preferable. In addition, the position of the said opening part will not be specifically limited if the exposure which has a unit cell exposure profile different from the exposure in the exposure process for basic shape formation can be performed.

また、ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクは、単位セルごとに開口部が形成されたものであっても良く、複数の単位セルにわたって開口部が形成されたものであっても良い。単位セルごとに開口部が形成されたポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクとしては、具体的には、図５（ａ）に示すように、各々の単位セル７が、開口部６を有するもの等を挙げることができる。なお、単位セル７は複数の開口部６を有していても良い。また、複数の単位セルにわたって開口部が形成されたポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクとしては、具体的には、図５（ｂ）に示すように、複数の単位セル７にわたって開口部６を有するもの等を挙げることができる。   The positive type microlens deforming mask may be one in which an opening is formed for each unit cell, or may be one in which an opening is formed over a plurality of unit cells. As a positive type microlens deforming mask in which an opening is formed for each unit cell, specifically, each unit cell 7 has an opening 6 as shown in FIG. Etc. The unit cell 7 may have a plurality of openings 6. Further, as a positive type microlens deforming mask in which openings are formed over a plurality of unit cells, specifically, as shown in FIG. 5 (b), the openings 6 are formed over a plurality of unit cells 7. And the like.

また、ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクは、階調性を有する開口部を備えたマスクであっても良く、階調性を有しない開口部を備えたマスクであっても良いが、本態様においては、階調性を有しない開口部を備えたマスクであることが好ましい。このようなマイクロレンズ変形用マスクは製造が容易だからである。   In addition, the positive type microlens deformation mask may be a mask having an opening having gradation or a mask having an opening having no gradation. In the aspect, the mask is preferably provided with an opening having no gradation. This is because such a microlens deformation mask is easy to manufacture.

さらに、本態様においては、ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクが、階調性を有しない開口部を備えたマスクである場合、変形用露光工程での露光がデフォーカス露光であることが好ましい。滑らかな形状を有するマイクロレンズを得ることができるからである。本態様において、「デフォーカス露光」とは、焦点をずらして露光することを意味し、これにより滑らかな露光プロファイルを与えることができる。具体的には、図６（ａ）に示すように、ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスク４が、階調性を有しない矩形状の開口部６を備える場合は、デフォーカス露光を行うことにより、図６（ｂ）に示すように、単位セルαの単位セル露光プロファイルは滑らかなものとなる。一方、デフォーカス露光を行わない場合は、図６（ｃ）に示すように、単位セルαの単位セル露光プロファイルは段差的になってしまう。   Furthermore, in this aspect, when the positive type microlens deformation mask is a mask having an opening having no gradation, it is preferable that the exposure in the deformation exposure step is defocus exposure. . This is because a microlens having a smooth shape can be obtained. In this embodiment, “defocus exposure” means that exposure is performed with the focus shifted, and thereby a smooth exposure profile can be provided. Specifically, as shown in FIG. 6A, when the positive microlens deformation mask 4 includes a rectangular opening 6 having no gradation, defocus exposure is performed. Thus, as shown in FIG. 6B, the unit cell exposure profile of the unit cell α becomes smooth. On the other hand, when the defocus exposure is not performed, the unit cell exposure profile of the unit cell α is stepped as shown in FIG.

また、上記デフォーカス露光の際のデフォーカス量としては、特に限定されるものではないが、例えば５μｍ〜１５μｍの範囲内、中でも７μｍ〜１２μｍの範囲内であることが好ましい。   Further, the defocus amount at the time of the defocus exposure is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 μm to 15 μm, and more preferably in the range of 7 μm to 12 μm.

階調性を有しない開口部を備えたポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクとしては、上記図６（ａ）に示したもののほかに、例えば、図７（ａ）に示すように、階調性を有しない矩形状の開口部６が複数の単位セル７にわたって形成されたもの等を挙げることができる。なお、基板上にポジ型感光性樹脂層を形成し、上記図４（ａ）に示す回転対称階調マスクを用いて基礎形状形成用露光工程を行い、さらに、図７（ａ）に示すマイクロレンズ変形用マスクを用いてデフォーカス露光する変形用露光工程を行うことにより、図７（ｂ）に示すマイクロレンズ５を形成することができる。   As a positive type microlens deforming mask having an opening having no gradation, in addition to the mask shown in FIG. 6A, for example, as shown in FIG. For example, a rectangular opening 6 having no property is formed over a plurality of unit cells 7. Note that a positive photosensitive resin layer is formed on the substrate, an exposure process for forming a basic shape is performed using the rotationally symmetric gradation mask shown in FIG. 4A, and the micro-pattern shown in FIG. The microlens 5 shown in FIG. 7B can be formed by performing a deformation exposure process in which defocus exposure is performed using the lens deformation mask.

また、階調性を有する開口部を備えたポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクを用いる場合は、通常の露光を行うことで、上記のデフォーカス露光と同様の効果を得ることができる。階調性を有する開口部を備えたポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクとしては、例えば、図８に示すように、階調性を有する矩形状の開口部６が複数の単位セル７にわたって形成されたもの等を挙げることができる。   In addition, when a positive type microlens deforming mask having an opening having gradation is used, the same effect as the above defocus exposure can be obtained by performing normal exposure. As a positive type microlens deforming mask having an opening having gradation, for example, a rectangular opening 6 having gradation is formed over a plurality of unit cells 7 as shown in FIG. Can be mentioned.

一方、ネガ型用のマイクロレンズ変形用マスクは、通常、ネガ型感光性樹脂層をさらに硬化させたくない位置に遮光部を有する。なお、上記遮光部の形状等については、上述したポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクの開口部についての記載と同様であるので、ここでの説明は省略する。また、遮光部以外の領域（透過部）は、階調性を有するものであっても良く、階調性を有しないものであっても良い。これらの記載についても上述したポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクの開口部についての記載と同様であるので、ここでの説明は省略する。   On the other hand, a negative type microlens deforming mask usually has a light shielding part at a position where the negative type photosensitive resin layer is not desired to be further cured. Note that the shape and the like of the light shielding portion are the same as those described for the opening of the positive type microlens deformation mask described above, and thus the description thereof is omitted here. In addition, the region (transmission portion) other than the light shielding portion may have gradation properties or may not have gradation properties. Since these descriptions are also the same as the description of the opening portion of the positive type microlens deformation mask described above, description thereof is omitted here.

また、露光時に用いられる光としては、上述した基礎形状形成用露光工程に用いられる光と同様のものを用いることができるので、ここでの説明は省略する。   Moreover, as the light used at the time of exposure, the same light as that used in the above-described exposure process for forming a basic shape can be used, and thus description thereof is omitted here.

また、本態様においては、基礎形状形成用露光工程および変形用露光工程の２回の露光工程を少なくとも行うものであるが、さらに、マイクロレンズ形状を微調整するための露光工程等を行っても良い。   Further, in this embodiment, at least two exposure steps, that is, a basic shape forming exposure step and a deformation exposure step, are performed. However, an exposure step for finely adjusting the microlens shape may be performed. good.

（４）現像工程
次に、本態様における現像工程について説明する。本態様における現像工程は、上述した変形用露光後に、感光性樹脂層を現像液で現像する工程である。 (4) Development Step Next, the development step in this embodiment will be described. The developing step in this embodiment is a step of developing the photosensitive resin layer with a developer after the above-described deformation exposure.

本態様に用いられる現像液としては、特に限定されるものではなく、用いられる感光性樹脂層の種類等に応じて、適宜選択することが好ましい。具体的には、アルカリ現像液および有機溶媒現像液等を挙げることができる。   The developer used in this embodiment is not particularly limited, and is preferably selected as appropriate according to the type of the photosensitive resin layer used. Specific examples include an alkali developer and an organic solvent developer.

また、本態様において、感光性樹脂層を現像する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、浸漬法、スプレー法およびパドル法等を挙げることができ、中でもパドル法が好ましい。   In this embodiment, the method for developing the photosensitive resin layer is not particularly limited, and examples thereof include an immersion method, a spray method, and a paddle method, and the paddle method is preferable.

（５）マイクロレンズ
次に、本態様の製造方法により得られるマイクロレンズについて説明する。本態様により得られるマイクロレンズは、最大膜厚位置が重心位置と異なるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には上記マイクロレンズの最大膜厚位置が、マイクロレンズの直径に対して２％以上、中でも５％以上重心位置から離れていることが好ましい。集光効率の良い固体撮像素子等を得ることができるからである。なお、「マイクロレンズの直径」とは、単位セルの対角方向の長さをいうものである。上記マイクロレンズの直径としては、例えば１０μｍ以下であることが好ましい。 (5) Microlens Next, the microlens obtained by the manufacturing method of this aspect will be described. The microlens obtained by this aspect is not particularly limited as long as the maximum film thickness position is different from the center of gravity position, but specifically, the maximum film thickness position of the microlens is the diameter of the microlens. On the other hand, it is preferably 2% or more, more preferably 5% or more away from the center of gravity. This is because it is possible to obtain a solid-state imaging device or the like with good light collection efficiency. The “diameter of the micro lens” refers to the length of the unit cell in the diagonal direction. The diameter of the microlens is preferably 10 μm or less, for example.

上記マイクロレンズは、隣接するマイクロレンズ同士のレンズ間にギャップが無いものが好ましい。集光効率を向上させることができるからである。   The microlens preferably has no gap between adjacent microlenses. This is because the light collection efficiency can be improved.

上記マイクロレンズの最大膜厚としては、画素サイズ、マイクロレンズの形状、マイクロレンズと受光素子との距離等によって異なるものであるが、具体的には、０．２μｍ〜１．５μｍの範囲内であることが好ましい。   The maximum film thickness of the microlens varies depending on the pixel size, the shape of the microlens, the distance between the microlens and the light receiving element, and specifically, within the range of 0.2 μm to 1.5 μm. Preferably there is.

上記マイクロレンズの種類としては、特に限定されるものではないが、例えば球面型、屈折率分布型等を挙げることができる。   The type of the micro lens is not particularly limited, and examples thereof include a spherical type and a refractive index distribution type.

２．第二態様
次に、本発明のマイクロレンズの製造方法の第二態様について説明する。本態様のマイクロレンズの製造方法は、まず変形用露光工程を行い、次いで基礎形状形成用露光工程を行うものである。すなわち、本態様のマイクロレンズの製造方法は、基板上に形成された感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、後述する基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う変形用露光工程と、上記変形用露光工程後の感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う基礎形状形成用露光工程と、を有し、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することを特徴とするものである。 2. Second Aspect Next, a second aspect of the microlens manufacturing method of the present invention will be described. The manufacturing method of the microlens of this aspect performs the exposure process for a deformation | transformation first, and then performs the exposure process for basic shape formation. That is, the microlens manufacturing method of this aspect uses a microlens deformation mask for the photosensitive resin layer formed on the substrate, and is different from the exposure in the basic shape forming exposure process described later. A deformation exposure process for performing exposure with an exposure profile, and a basic shape forming exposure process for performing exposure using a microlens basic shape formation mask on the photosensitive resin layer after the deformation exposure process. In addition, a microlens having a maximum film thickness position different from the gravity center position is formed.

次に、本態様のマイクロレンズの製造方法について図面を用いて説明する。図９は、本態様のマイクロレンズの製造方法の一例を示す工程図である。図９に示すマイクロレンズの製造方法は、図９（ａ）に示すように、基板１上にポジ型の感光性樹脂層２を形成する感光性樹脂層形成工程と、図９（ｂ）に示すように、マイクロレンズ変形用マスク４を用いて、感光性樹脂層２に対して部分的な露光を行う変形用露光工程と、図９（ｃ）に示すように、マイクロレンズ基礎形状形成用マスク３として、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスクを用い、露光を行う基礎形状形成用露光工程と、を有するものである。さらに現像工程を行うことで、図９（ｄ）に示すように、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズ５を得ることができる。   Next, the manufacturing method of the microlens of this aspect is demonstrated using drawing. FIG. 9 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing the microlens of this embodiment. The microlens manufacturing method shown in FIG. 9 includes a photosensitive resin layer forming step in which a positive photosensitive resin layer 2 is formed on a substrate 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 9, a deformation exposure process for partially exposing the photosensitive resin layer 2 using the microlens deformation mask 4, and for forming a microlens basic shape as shown in FIG. And a basic shape forming exposure step of performing exposure using a gradation mask having a transmittance distribution rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell as the mask 3. Furthermore, by performing a developing process, as shown in FIG. 9D, a microlens 5 having a maximum film thickness position different from the center of gravity position can be obtained.

また、本態様のマイクロレンズの製造方法は、通常、基板上に感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、変形用露光工程と、基礎形状形成用露光工程と、現像工程と、を有するものであるが、これらの工程は第一態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、得られるマイクロレンズの特徴等についても、第一態様と同様であるのでここでの説明は省略する。   In addition, the microlens manufacturing method of the present aspect usually includes a photosensitive resin layer forming step of forming a photosensitive resin layer on a substrate, a deformation exposure step, a basic shape forming exposure step, and a development step. However, since these steps are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted here. Further, since the characteristics and the like of the obtained microlens are the same as those in the first aspect, description thereof is omitted here.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the technical idea described in the claims of the present invention has substantially the same configuration and exhibits the same function and effect regardless of the case. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
［実施例］
感光性樹脂としてポジ型レジストを用いた場合を例にとり実施例について説明する。
まずフェノールエポキシ系ポジ型レジストをスピンコート法により、膜厚が約１．０μｍなるように塗布し、適当な条件で乾燥した。
次に基礎形状形成用露光を行なった。露光に用いたフォトマスクの単位セルパターンを図１０に示す。６は遮光部、８は開口部であり、露光波長では解像しない微細なドットパターンの配列により透過率分布が回転対称になるように制御した。露光はＩ線ステッパーを用い、露光量を約１００ｍＪ／ｃｍ２、デフォーカス量を約０μｍとして行なった。
次に変形用露光を行なった。露光には図５（ｂ）に示すような四つの単位セル７に対し、１つの開口部６を有するフォトマスクパターンを用いて行った。露光量は約５０ｍＪ／ｃｍ２、デフォーカス量は約１０μｍとした。第一の露光工程（基礎形状形成用露光）と第二の露光工程（変形用露光）を行うことにより、図３（ｅ）に示すような非回転対称な露光プロファイルを得た。
次に適当な条件で現像を行うことにより非対称な形状を有するマイクロレンズを得た。図１１に作製したマイクロレンズのＡＦＭ観察像を示す。図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ’断面プロファイルである。ＰＭとＰＧが一致せず、かつ滑らかな形状をしていることが分かる。
結果、本発明で考案するマイクロレンズの形成方法により、最大膜厚位置が重心位置と異なる形状を有し、さらにその形状が滑らかであるマイクロレンズを簡便な方法で形成ことが可能であることが確認できた。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Example]
Examples will be described by taking a case where a positive resist is used as a photosensitive resin.
First, a phenol epoxy positive resist was applied by spin coating so that the film thickness was about 1.0 μm, and dried under appropriate conditions.
Next, exposure for forming a basic shape was performed. A unit cell pattern of a photomask used for exposure is shown in FIG. Reference numeral 6 denotes a light shielding portion, and 8 denotes an opening portion, and the transmittance distribution is controlled to be rotationally symmetric by the arrangement of fine dot patterns that are not resolved at the exposure wavelength. The exposure was performed using an I-line stepper with an exposure amount of about 100 mJ / cm 2 and a defocus amount of about 0 μm.
Next, deformation exposure was performed. The exposure was performed using a photomask pattern having one opening 6 for the four unit cells 7 as shown in FIG. The exposure amount was about 50 mJ / cm 2 and the defocus amount was about 10 μm. By performing the first exposure step (exposure for forming the basic shape) and the second exposure step (exposure for deformation), a non-rotationally symmetric exposure profile as shown in FIG. 3E was obtained.
Next, development was performed under appropriate conditions to obtain a microlens having an asymmetric shape. FIG. 11 shows an AFM observation image of the manufactured microlens. 11A is a top view, and FIG. 11B is an AA ′ cross-sectional profile of FIG. 11A. P M and P G not match, it is seen that and has a smooth shape.
As a result, the microlens forming method devised in the present invention can form a microlens having a maximum film thickness position different from the center of gravity position and a smooth shape by a simple method. It could be confirmed.

マイクロレンズの形状を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the shape of a micro lens. 本発明のマイクロレンズの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the micro lens of this invention. 図２に示すマイクロレンズの製造方法に用いられるマスク、および露光プロファイルを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mask used for the manufacturing method of the microlens shown in FIG. 2, and an exposure profile. 回転対称階調マスクを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a rotationally symmetric gradation mask. ポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mask for positive type microlens deformation | transformation. デフォーカス露光を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a defocus exposure. 開口部が階調性を有しないポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the positive type micro lens deformation | transformation mask whose opening part does not have gradation. 開口部が階調性を有するポジ型用のマイクロレンズ変形用マスクを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the positive type micro lens deformation | transformation mask whose opening part has gradation. 本発明のマイクロレンズの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the micro lens of this invention. 実施例で用いた階調マスクの図である。It is a figure of the gradation mask used in the Example. 実施例で作製したマイクロレンズのＡＦＭ観察像である。It is an AFM observation image of the microlens produced in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

１ … 基板
２ … 感光性樹脂層
３ … マイクロレンズ基礎形状形成用マスク
４ … マイクロレンズ変形用マスク
５ … マイクロレンズ
６ … 開口部
７ … 単位セル
８ … 遮光部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Photosensitive resin layer 3 ... Microlens basic shape formation mask 4 ... Microlens deformation mask 5 ... Microlens 6 ... Opening 7 ... Unit cell 8 ... Light-shielding part

Claims (3)

基板上に形成された感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ基礎形状形成用マスクを用いて露光を行う基礎形状形成用露光工程と、
前記感光性樹脂層に対し、マイクロレンズ変形用マスクを用い、前記基礎形状形成用露光工程の際の露光とは異なる単位セル露光プロファイルを有する露光を行う変形用露光工程と、
を有し、最大膜厚位置が重心位置と異なるマイクロレンズを形成することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。 An exposure process for forming a basic shape for exposing the photosensitive resin layer formed on the substrate using a microlens basic shape forming mask;
A deformation exposure process for performing exposure having a unit cell exposure profile different from the exposure in the exposure process for forming the basic shape, using a microlens deformation mask for the photosensitive resin layer,
And forming a microlens having a maximum film thickness position different from the center of gravity position. 前記マイクロレンズ基礎形状形成用マスクが、単位セルの中心位置に対して回転対称な透過率分布を有する階調マスクであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズの製造方法。   2. The method of manufacturing a microlens according to claim 1, wherein the microlens basic shape forming mask is a gradation mask having a transmittance distribution which is rotationally symmetric with respect to the center position of the unit cell. 前記マイクロレンズ変形用マスクが階調性を有しない開口部を備えたマスクであり、前記変形用露光工程での露光がデフォーカス露光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマイクロレンズの製造方法。   The said microlens deformation | transformation mask is a mask provided with the opening part which does not have gradation, The exposure in the said exposure process for a deformation | transformation is defocus exposure, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Microlens manufacturing method.
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